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Dispositivo de ultrassom bioadesivo permite imagens contínuas de longo prazo de diversos órgãos

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Fazer uma ultrassonografia1 em breve pode se tornar tão fácil quanto colocar um esparadrapo na pele2, graças às recentes inovações de uma equipe do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT).

O ultrassom é amplamente utilizado para imagens não invasivas de tecidos e órgãos, mas o método tradicional requer contato próximo entre o transdutor e a área-alvo. Isso pode dificultar a aquisição de imagens por um longo período de tempo, especialmente se o paciente precisar se mover.

Agora, pesquisadores desenvolveram um novo dispositivo de ultrassom bioadesivo, ou “adesivo de ultrassom”, que pode fornecer imagens de ultrassom de órgãos, músculos3 e tecidos por 48 horas. Eventualmente o adesivo pode ser usado em casa, trazendo benefícios para qualquer pessoa, mas sendo particularmente valioso para os cuidados de gestantes e atletas.

A tecnologia de ultrassom convencional está disponível apenas em hospitais e requer equipamentos grandes e volumosos que fornecem imagens a partir de uma breve sessão. Com a inovação, a mesma tecnologia pode estar disponível como um pequeno adesivo vestível.

“Será um divisor de águas no campo da imagem médica, especialmente imagens de ultrassom, e no campo de dispositivos vestíveis”, diz Xuanhe Zhao, PhD, parte da equipe do MIT e autor sênior4 do artigo publicado na revista Science.

Saiba mais sobre "Ultrassonografia1: como é este exame" e "Ultrassonografia1 na gravidez5".

Para obter imagens com ultrassom tradicional, primeiro é aplicado um gel na pele2 para ajudar a transmitir as ondas de ultrassom. Essas ondas são produzidas por uma sonda em forma de bastão que é pressionada na área desejada. As ondas ricocheteiam nos órgãos internos do corpo e são ecoadas e captadas pela sonda, criando uma imagem.

Em vez de gel e bastão, Zhao e sua equipe inventaram uma sonda adesiva fina que pareia com um “acoplante” semelhante a gelatina que facilita a transferência de ondas ultrassônicas. O adesivo tem 2 centímetros quadrados e 2-3 milímetros de espessura – aproximadamente do tamanho e espessura de uma moeda de 5 centavos. O adesivo permite imagens tanto próximas à superfície quanto em até 20 centímetros de profundidade.

O adesivo é constituído de um conjunto de sondas piezoelétricas rígidas e é ligado à pele2 com um elastômero hidrogel acusticamente transparente. Testes in vivo mostraram que o dispositivo pode ser usado confortavelmente por 48 horas, e conectar a matriz a uma plataforma de ultrassom disponível comercialmente permitiu imagens contínuas de ultrassom da artéria6 carótida, pulmão7 e abdome8.

O adesivo foi testado em 15 indivíduos em diferentes áreas do corpo – incluindo braço, pescoço9 e peito10 – o que destacou apenas alguns de seus benefícios potenciais. Os participantes foram monitorados ao longo de 48 horas e se envolveram em atividades cotidianas como caminhar, correr e andar de bicicleta.

Quando aplicado ao braço, por exemplo, o adesivo de ultrassom foi capaz de criar imagens contínuas do bíceps por um período de 48 horas. Foi sensível o suficiente para Zhao monitorar o microdano nesses músculos3 durante e após uma sessão de levantamento de peso de 1 hora. “No futuro, potencialmente acoplando-o a algum algoritmo de processamento de imagem, o adesivo de ultrassom avisará quando o exercício for suficiente”, diz Zhao, o que pode evitar lesões11 ou ajudar a orientar a reabilitação.

Quando colocado no pescoço9, o adesivo foi capaz de monitorar a pressão arterial12. A medição da pressão arterial12 com um manguito é difícil de ser vestível, confiável e de longo prazo, diz Zhao. Este dispositivo pode monitorar continuamente o diâmetro da artéria6 carótida e alertar pacientes e médicos sobre pressão arterial12 elevada.

Quando colocado no peito10, o adesivo fazia imagens do coração13, oferecendo possíveis novas opções de gerenciamento para pessoas com problemas cardíacos. De acordo com Zhao, o ultrassom pode ser aplicado diretamente no tórax14 e enviar imagens ou vídeos aos médicos.

Outra característica – não testada no estudo, diz Zhao, mas com potencial – é a capacidade de monitorar fetos. Geralmente as mulheres realizam dois a três ultrassons durante a gravidez5. O adesivo de ultrassom pode permitir que uma mãe e seu médico vejam o feto15 com a frequência necessária para garantir uma boa saúde16.

Atualmente, o adesivo é conectado a uma caixa de dados por meio de fios. Zhao e sua equipe estão trabalhando para criar um adesivo de segunda geração que seja sem fio e capaz de se conectar ao smartphone do usuário. Ele estima que pode levar 2-5 anos para o sistema integrado se tornar sem fio e receber a aprovação da Food and Drug Administration para uso médico nos Estados Unidos.

Estes são os primeiros passos no que ele espera que seja um grande avanço na tecnologia vestível, com o objetivo final de “melhor saúde16 para o mundo inteiro”, diz ele.

No artigo publicado, os pesquisadores contextualizam como imagens contínuas de órgãos internos ao longo de dias poderiam fornecer informações cruciais sobre saúde16 e doenças e permitir novas descobertas sobre a biologia do desenvolvimento.

Eles então desenvolveram esse dispositivo de ultrassom bioadesivo (BAUS) que consiste em uma sonda de ultrassom fina e rígida, aderida de forma robusta à pele2 por meio de um acoplante feito de um híbrido17 hidrogel-elastômero macio, resistente, antidesidratante e bioadesivo.

O dispositivo BAUS fornece 48 horas de imagens contínuas de diversos órgãos internos, incluindo vasos sanguíneos18, músculos3, coração13, trato gastrointestinal, diafragma19 e pulmão7. O dispositivo BAUS pode habilitar ferramentas de diagnóstico20 e monitoramento para diversas doenças.

Leia também sobre "Gestação semana a semana" e "Ultrassom terapêutico".

 

Fontes:
Science, Vol. 377, Nº 6605, em 28 de julho de 2022.
Medscape, notícia publicada em 29 de julho de 2022.

 

Créditos da imagem: Felice Frankel

 

NEWS.MED.BR, 2022. Dispositivo de ultrassom bioadesivo permite imagens contínuas de longo prazo de diversos órgãos. Disponível em: <https://www.news.med.br/p/tecnologia-e-saude/1422375/dispositivo-de-ultrassom-bioadesivo-permite-imagens-continuas-de-longo-prazo-de-diversos-orgaos.htm>. Acesso em: 2 out. 2022.

Complementos

1 Ultrassonografia: Ultrassonografia ou ecografia é um exame complementar que usa o eco produzido pelo som para observar em tempo real as reflexões produzidas pelas estruturas internas do organismo (órgãos internos). Os aparelhos de ultrassonografia utilizam uma frequência variada, indo de 2 até 14 MHz, emitindo através de uma fonte de cristal que fica em contato com a pele e recebendo os ecos gerados, os quais são interpretados através de computação gráfica.
2 Pele: Camada externa do corpo, que o protege do meio ambiente. Composta por DERME e EPIDERME.
3 Músculos: Tecidos contráteis que produzem movimentos nos animais.
4 Sênior: 1. Que é o mais velho. 2. Diz-se de desportistas que já ganharam primeiros prêmios: um piloto sênior. 3. Diz-se de profissionais experientes que já exercem, há algum tempo, determinada atividade.
5 Gravidez: Condição de ter um embrião ou feto em desenvolvimento no trato reprodutivo feminino após a união de ovo e espermatozóide.
6 Artéria: Vaso sangüíneo de grande calibre que leva sangue oxigenado do coração a todas as partes do corpo.
7 Pulmão: Cada um dos órgãos pareados que ocupam a cavidade torácica que tem como função a oxigenação do sangue.
8 Abdome: Região do corpo que se localiza entre o TÓRAX e a PELVE.
9 Pescoço:
10 Peito: Parte superior do tronco entre o PESCOÇO e o ABDOME; contém os principais órgãos dos sistemas circulatório e respiratório. (Tradução livre do original
11 Lesões: 1. Ato ou efeito de lesar (-se). 2. Em medicina, ferimento ou traumatismo. 3. Em patologia, qualquer alteração patológica ou traumática de um tecido, especialmente quando acarreta perda de função de uma parte do corpo. Ou também, um dos pontos de manifestação de uma doença sistêmica. 4. Em termos jurídicos, prejuízo sofrido por uma das partes contratantes que dá mais do que recebe, em virtude de erros de apreciação ou devido a elementos circunstanciais. Ou também, em direito penal, ofensa, dano à integridade física de alguém.
12 Pressão arterial: A relação que define a pressão arterial é o produto do fluxo sanguíneo pela resistência. Considerando-se a circulação como um todo, o fluxo total é denominado débito cardíaco, enquanto a resistência é denominada de resistência vascular periférica total.
13 Coração: Órgão muscular, oco, que mantém a circulação sangüínea.
14 Tórax: Parte superior do tronco entre o PESCOÇO e o ABDOME; contém os principais órgãos dos sistemas circulatório e respiratório. (Tradução livre do original Sinônimos: Peito; Caixa Torácica
15 Feto: Filhote por nascer de um mamífero vivíparo no período pós-embrionário, depois que as principais estruturas foram delineadas. Em humanos, do filhote por nascer vai do final da oitava semana após a CONCEPÇÃO até o NASCIMENTO, diferente do EMBRIÃO DE MAMÍFERO prematuro.
16 Saúde: 1. Estado de equilíbrio dinâmico entre o organismo e o seu ambiente, o qual mantém as características estruturais e funcionais do organismo dentro dos limites normais para sua forma de vida e para a sua fase do ciclo vital. 2. Estado de boa disposição física e psíquica; bem-estar. 3. Brinde, saudação que se faz bebendo à saúde de alguém. 4. Força física; robustez, vigor, energia.
17 Híbrido: Em genética, diz-se do organismo formado pelo cruzamento de dois progenitores de raças, linhagens, variedades, espécies ou gêneros diferentes e que frequentemente é estéril. O hibridismo, natural ou manipulado, é comum entre as plantas, mas o exemplo mais conhecido é o burro ou mula, cruza entre o cavalo e a jumenta ou entre a égua e o jumento. Em linguística, diz-se da palavra formada por elementos tomados de línguas diferentes, como bicicleta: bi (latim), cicle (grego), eta (do italiano etta). Em sentido figurado, que ou o que é composto de elementos diferentes, heteróclitos, disparatados.
18 Vasos Sanguíneos: Qualquer vaso tubular que transporta o sangue (artérias, arteríolas, capilares, vênulas e veias).
19 Diafragma: 1. Na anatomia geral, é um feixe muscular e tendinoso que separa a cavidade torácica da cavidade abdominal. 2. Qualquer membrana ou placa que divide duas cavidades ou duas partes da mesma cavidade. 3. Em engenharia mecânica, em um veículo automotor, é uma membrana da bomba injetora de combustível. 4. Na física, é qualquer anteparo com um orifício ou fenda, ajustável ou não, que regule o fluxo de uma substância ou de um feixe de radiação. 5. Em ginecologia, é um método contraceptivo formado por uma membrana de material elástico que envolve um anel flexível, usado no fundo da vagina de modo a obstruir o colo do útero. 6. Em um sistema óptico, é uma abertura que controla a seção reta de um feixe luminoso que passa através desta, com a finalidade de regular a intensidade luminosa, reduzir a aberração ou aumentar a profundidade focal.
20 Diagnóstico: Determinação de uma doença a partir dos seus sinais e sintomas.
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